Primary Science chapter 5: Structure of Matter

অধ্যায় ৫

পদার্থের গঠন

আমাদের চারপাশে অনেক বস্তু দেখছি। সকল বস্তুই খুব ক্ষুদ্র, ক্ষুদ্র কণা দিয়ে তৈরি, যাকে আমরা অণু বলি। অর্থাৎ পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণাই অণু। এই অণুকে ভাঙলে পাওয়া যায় পরমাণু। এই অধ্যায়টিতে আমরা অণু-পরমাণু সম্পর্কে জানব। আমরা বিভিন্ন রকম পদার্থের সংরক্ষণ ও পুনর্ব্যবহার করে পৃথিবীকে বাসযোগ্য রাখতে কী ভূমিকা রাখতে পারি সে সম্পর্কে জানব।

১. পরমাণু ও অণুর ধারণা

পদার্থকে বিভাজন করলে কী পাওয়া যায়?

কাজ: এক খণ্ড চক গুঁড়া করে অণু সম্পর্কে ধারণা গঠন।

যা করতে হবে:

১। একটি চক নিই। সেটিকে দুই ভাগ করি। ২। সেই ভগ্নাংশটি পাশের সহপাঠীর হাতে দিই। আবার সেটিকে দুই ভাগ করি। ৩। এভাবে যতবার সম্ভব ভাগ করি। ৪। এবার ক্ষুদ্র অংশটিকে হাতুড়ি দিয়ে গুঁড়ো করি। মিহি গুঁড়ো হাতে নিয়ে এর আকার অনুভব করার চেষ্টা করি। ৫। নিচের প্রশ্নটি নিয়ে ভাবি।

Figure

বর্ণনা: কাগজের ওপর রাখা চকের টুকরো ভেঙে ক্রমান্বয়ে ছোট করা এবং হাতুড়ি দিয়ে পিটিয়ে মিহি গুঁড়ো করার প্রক্রিয়া দেখানো হয়েছে।

চকের মিহি গুঁড়াকে আরও ছোটো করা সম্ভব? – মতামত ছকে লেখো।

Printed page 41

সারসংক্ষেপ

আমরা চকের মিহি গুঁড়াকে ভেঙে আরো ছোটো করতে পারি। ছোটো করতে করতে ক্ষুদ্রতম একটি অংশ পাবো যা খালি চোখে দেখা যায় না। এটিকে ভাংলে আর পদার্থের বৈশিষ্ট্য বজায় থাকে না। [পদার্থের এর চেয়েও ছোট অংশ হল অণু।]

পরমাণু ও অণু সম্পর্কে আরও কিছু জানি

যেকোনো পদার্থের গাঠনিক একক হলো পরমাণু। মৌলিক পদার্থের ক্ষুদ্রতম কণা যাকে আর ভাঙা যায় না এবং পদার্থের বৈশিষ্ট্য ধারণ করে তা হলো অ্যাটম বা পরমাণু। অ্যাটম (atom) শব্দটি গ্রিক 'atomos' শব্দ থেকে এসেছে, এর অর্থ অবিভাজ্য। এই অ্যাটম বা পরমাণু এতই ছোটো যে, এদের খালি চোখে দেখা যায় না, এমনকি শক্তিশালী অণুবীক্ষণ যন্ত্র দিয়েও দেখা যায় না। এক বা একাধিক পরমাণু মিলে তৈরি করে অণু। আবার অণুকে ভাঙলে পাওয়া যায় পরমাণু।

যে পদার্থের অণুতে একই ধরনের পরমাণু পাওয়া যায় তাকে বলে মৌলিক পদার্থ বা মৌল। কোনো কোনো মৌলের অণুতে একটি পরমাণু থাকে। যেমন– সোডিয়াম। আবার কোনো কোনো মৌলের অণুতে একাধিক পরমাণু পাওয়া যায়। যেমন– অক্সিজেনের অণুতে দুটি পরমাণু থাকে। কোনো কোনো পদার্থের অণু একাধিক রকমের পরমাণু দিয়ে গঠিত। এদেরকে বলে যৌগিক পদার্থ বা যৌগ। যেমন– পানি একটি যৌগ, পানির অণুতে অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন এই দুই রকমের পরমাণু পাওয়া যায়। অণু হলো পদার্থের ক্ষুদ্রতম অংশ যা সেই পদার্থের বৈশিষ্ট্য ধারণ করে।

Figure

লেবেল: H, হাইড্রোজেন পরমাণু, H, H, হাইড্রোজেন অণু, O, অক্সিজেন পরমাণু, O, O, অক্সিজেন অণু, O, H, H, পানির অণু, N, নাইট্রোজেন পরমাণু, N, N, নাইট্রোজেন অণু বর্ণনা: পরমাণু এবং অণুর গঠন মডেল। বামে একক হাইড্রোজেন, অক্সিজেন ও নাইট্রোজেন পরমাণু। মাঝে একই পরমাণু জোড়ায় যুক্ত হয়ে গঠিত হাইড্রোজেন অণু, অক্সিজেন অণু ও নাইট্রোজেন অণু। ডানে একটি অক্সিজেন ও দুটি হাইড্রোজেন পরমাণুর সমন্বয়ে গঠিত পানির অণু।

কাজ: পানির অণুর চিত্র অঙ্কন

যা করতে হবে:

অক্সিজেন পরমাণুর দুটি হাত এবং হাইড্রোজেন পরমাণুর একটি হাত আছে। অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন মৌলের পরমাণু কীভাবে একে অপরের হাত ধরে থাকবে তা চিত্রের মাধ্যমে দেখাই।

Printed page 42

২. পদার্থের গঠন

আমাদের চারপাশে আমরা যা কিছু দেখতে পাই তার সবকিছুই পরমাণু দিয়ে গঠিত। যে পদার্থে একই ধরনের পরমাণু পাওয়া যায় তাকে বলে মৌলিক পদার্থ। লোহা (আয়রন), সোডিয়াম এরা মৌলিক পদার্থ। লোহা বা আয়রনের ক্ষুদ্রতম কণা হলো আয়রন পরমাণু।

Figure: আয়রন পরমাণুসমূহ

বর্ণনা: ঘনকাকারে সুশৃঙ্খলভাবে সাজানো বহুসংখ্যক আয়রন পরমাণুর একটি ঘন সন্নিবেশ।

কোনো কোনো মৌলিক পদার্থে একই মৌলের একাধিক পরমাণু একত্রিত হয়ে অণু হিসেবে থাকে। যেমন–হাইড্রোজেন গ্যাসের মধ্যে দুইটি হাইড্রোজেন পরমাণু যুক্ত হয়ে একটি হাইড্রোজেন অণু গঠন করে থাকে। হাইড্রোজেন গ্যাসে অসংখ্য হাইড্রোজেন অণু থাকে।

Figure: হাইড্রোজেন গ্যাসে হাইড্রোজেন অণুসমূহ

লেবেল: H বর্ণনা: হাইড্রোজেন গ্যাসে ছড়িয়ে থাকা অসংখ্য হাইড্রোজেন অণু, যার প্রতিটিতে দুটি করে হাইড্রোজেন পরমাণু যুক্ত রয়েছে।

কোনো কোনো পদার্থের অণু একাধিক রকমের পরমাণু দিয়ে গঠিত। এদের বলে যৌগিক পদার্থ বা যৌগ। যেমন-পানি একটি যৌগ। পানির অণুতে অক্সিজেন ও হাইড্রোজেন দুই রকমের পরমাণু পাওয়া যায়। বিভিন্ন মৌলের দুই বা ততোধিক পরমাণু একত্রিত হয়ে যে যৌগিক অণু গঠন করে তার গুণাগুণ বা বৈশিষ্ট্য পরমাণুগুলো থেকে আলাদা। যেমন–পানির বৈশিষ্ট্য অক্সিজেন ও হাইড্রোজেনের বৈশিষ্ট্য থেকে সম্পূর্ণ আলাদা।

Figure: পানির অণুসমূহ

লেবেল: H, O বর্ণনা: পানির অণুসমূহ দেখানো হয়েছে, যেখানে প্রতিটি অণুতে একটি বড় লাল গোলক (অক্সিজেন পরমাণু) দুটি ছোট ধূসর গোলকের (হাইড্রোজেন পরমাণু) সাথে যুক্ত।

৩. অণুর ধারণায় পদার্থের তিন অবস্থা

আমরা ইতোমধ্যে পদার্থের তিন ধরনের ভৌত অবস্থা সম্পর্কে জেনেছি। এখানে অণুর ধারণায় পদার্থের তিন ধরনের ভৌত অবস্থা সম্পর্কে জানব।

Figure

লেবেল: বরফ, পানি, জলীয়বাষ্প, কঠিন, তরল, বায়বীয়/গ্যাসীয় বর্ণনা: পদার্থের তিন অবস্থায় পানির অণুর বিন্যাস দেখানো হয়েছে। প্রথমে কঠিন অবস্থায় বরফের ঘনকের মধ্যে অণুগুলো সুশৃঙ্খলভাবে ঘনসন্নিবিষ্ট। মাঝে তরল অবস্থায় একটি কাচের গ্লাসে পানি, যেখানে অণুগুলো কাছাকাছি কিন্তু কিছুটা বিশৃঙ্খল ও গতিশীল। ডানে একটি বাটি থেকে জলীয়বাষ্প উড়ে যাচ্ছে, যেখানে অণুগুলো বায়বীয় অবস্থায় পরস্পরের থেকে অনেক দূরে ছড়িয়ে রয়েছে।

Printed page 43

কঠিন পদার্থের অণুগুলো একে অপরের সাথে শক্তভাবে এবং সুনির্দিষ্ট বিন্যাসে যুক্ত থাকে। এদের মধ্যে পারস্পরিক বল (আন্তঃআণবিক বল) খুব শক্তিশালী এবং নড়াচড়া করে না। এজন্য কঠিন পদার্থের আকার, আকৃতি ও আয়তন নির্দিষ্ট থাকে। যেমন– বরফ অবস্থায় পানির অণু একে অপরের সাথে শক্ত করে লেগে থাকে। অণুগুলোর মাঝখানে কোনো ফাঁক থাকে না এবং নড়াচড়াও করে না। ফলে বরফের আকার-আকৃতি ঠিক থাকে।

তরল পদার্থের অণুগুলো একে অপরের কাছাকাছি থাকে এবং তাদের মধ্যে আন্তঃআণবিক বল কম থাকে। তরল পদার্থের অণুগুলো কোনো নির্দিষ্ট বিন্যাসে যুক্ত থাকে না। পানির অণুগুলো এখানে একে অপরের থেকে আলাদা কিন্তু কাছাকাছি থাকে। তারা একটু বেশি নড়াচড়া করতে পারে এবং স্বাধীনভাবে প্রবাহিত হতে বা গড়িয়ে যেতে পারে। ফলে তরল পদার্থকে এক পাত্র থেকে অন্য পাত্রে ঢালা যায়।

বায়বীয় পদার্থের অণুগুলো একে অপরের সাথে যুক্ত থাকে না বরং এরা মুক্ত ও স্বাধীন। অণুগুলোর মাঝে আন্তঃআণবিক বল খুব দুর্বল এবং এরা দ্রুতগতিতে চারিদিকে চলাচল করে। ফলে বাষ্পীয় অবস্থায় পানির নির্দিষ্ট কোনো আকার বা আয়তন নেই। এরা আবদ্ধ পাত্রের সবটুকু আয়তন জুড়ে থাকে, পাত্র খোলা রাখলে তা বাতাসে ছড়িয়ে পড়ে।

৪. মিশ্রণের উপাদান পৃথকীকরণ

আমরা নিশ্চয়ই চানাচুর খেয়েছি। অনেকগুলি জিনিস, যেমন-বাদাম, ডাল, চিড়া, বিভিন্ন রকম মসলাসহ আরও কিছু উপাদান একত্রে মিশিয়ে তৈরি করা হয় চানাচুর। মিশ্রণের মধ্যে তার উপাদানগুলো মিলেমিশে পাশাপাশি অবস্থান করে, কিন্তু নতুন কোনো পদার্থ তৈরি করে না। মিশ্রণের মধ্যে উপাদানগুলো তাদের নিজ নিজ বৈশিষ্ট্য বা গুণাগুণ বজায় রাখতে পারে। আমরা ইতোমধ্যে মৌলিক ও যৌগিক পদার্থ সম্পর্কে জেনেছি। মিশ্রণও এক ধরনের পদার্থ যেখানে একাধিক মৌলিক ও যৌগিক পদার্থ পাশাপাশি থাকে।

কাজ: মিশ্রণ ও মিশ্রণের উপাদান চিহ্নিতকরণ।

যা করতে হবে:

আমাদের চারপাশে যেসব মিশ্রণ দেখি তাদের নাম ও উপাদানসমূহ নিচের ছকে লিখে রাখি। নমুনা হিসেবে একটি পূরণ করে দেওয়া আছে।

Printed page 44

মিশ্রণ থেকে উপাদানগুলোকে কীভাবে পৃথক করতে পারি?

কাজ: মিশ্রণের উপাদান পৃথক করা

যা করতে হবে:

১. বালু ও লোহার গুঁড়ার মিশ্রণ সংগ্রহ করে সাদা কাগজের উপর নিই। ২. একটি চুম্বক নিয়ে মিশ্রণের ভিতরে নাড়াচাড়া করি। দেখা যাবে চুম্বকের গায়ে কালো রঙের গুঁড়া গুঁড়া পদার্থ লেগে আছে। এগুলোই লোহার গুঁড়া। অন্য একটি কাগজে লোহার গুঁড়াগুলো সংগ্রহ করি। ৩. কয়েকবারের চেষ্টায় লোহার গুঁড়াগুলো আলাদা করি।

Figure: চুম্বকের মাধ্যমে পৃথক করা

বর্ণনা: সাদা কাগজের ওপর রাখা বালু ও লোহার গুঁড়ার মিশ্রণের ওপর একটি দণ্ড চুম্বক ধরে লোহার গুঁড়াগুলোকে আকর্ষণ করে আলাদা করা হচ্ছে।

সারসংক্ষেপ

এখানে লোহার চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে অচৌম্বকীয় পদার্থ আলাদা করা হয়েছে। এভাবে চুম্বক ব্যবহার করে আমরা পানি বা অন্য কোনো জায়গা থেকে লোহা বা লোহা জাতীয় জিনিস খুঁজে বের করতে পারি। আমরা এখন পর্যন্ত যে কাজগুলো করেছি তা থেকে নিশ্চয়ই বুঝেছি যে, সব মিশ্রণ থেকে তার উপাদানগুলোকে পৃথক করার পদ্ধতি একই রকম না। মিশ্রণ থেকে তার উপাদানসমূহে পৃথক করার জন্য বিভিন্ন রকম পদ্ধতি ব্যবহার করার প্রয়োজন হয়।

মিশ্রণের উপাদান পৃথকীকরণ সম্পর্কে আরও কিছু জানি

মিশ্রণে দুই বা ততোধিক পদার্থ নিজেদের বৈশিষ্ট্য বজায় রেখে পাশাপাশি অবস্থান করে। কোনো কোনো মিশ্রণে উপাদানগুলো সর্বত্র সমানভাবে বিস্তৃত থাকে। এটাকে বলে সমসত্ব মিশ্রণ। যেমন– চিনির শরবত। এই মিশ্রণের উপাদান হলো পানি ও চিনি। শরবতের মধ্যে পানি ও চিনির অবস্থান সর্বত্র একই থাকে। যদিও শরবতে চিনির উপস্থিতি বোঝা যায় না। আবার কোনো কোনো মিশ্রণে প্রতিটি উপাদানের উপস্থিতি বোঝা যায়। মিশ্রণের মধ্যে উপাদানগুলো সাধারণভাবে মিশ্রিত থাকে, কোথাও বেশি বা কোথাও কম। এটাকে বলে অসমসত্ব মিশ্রণ। যেমন– বালু ও লোহার গুঁড়ার মিশ্রণ।

আমাদের প্রয়োজনে আমরা মিশ্রণের উপাদান পৃথক করি। বিভিন্নভাবে আমরা মিশ্রণের উপাদান পৃথক করতে পারি। যেমন– ধান ও ধানের চিটার মিশ্রণ থেকে ধানের চিটা পৃথক করতে বাতাস ব্যবহার করি। চায়ের লিকার থেকে চা পাতা পৃথক করার জন্য ছাঁকনি ব্যবহার করি।

Figure

বর্ণনা: কেটলি থেকে ছাঁকনি দিয়ে ছেঁকে কাচের কাপে চা ঢালা হচ্ছে, যাতে চায়ের পাতা ছাঁকনিতে আলাদা হয়ে যায়।

Printed page 45

তাপ দিয়ে বাষ্পীকরণ প্রক্রিয়ায় চিনির শরবত থেকে চিনি আলাদা করা যায়। শরবতে তাপ প্রয়োগ করলে পানি বাষ্প হয়ে যায়। চিনি পাত্রের তলায় থেকে যায়। কোন উপায়ে উপাদান পৃথক করব তা উপাদানের বৈশিষ্ট্যের ওপর নির্ভর করে। বাতাস, তাপ, ছাঁকনি, চুম্বক ব্যবহার করে মিশ্রণের উপাদান পৃথক করতে পারি।

Figure

বর্ণনা: কাঠের স্ট্যান্ডের ওপর রাখা বিকারের দ্রবণকে নিচে রাখা প্রদীপ দিয়ে উত্তপ্ত করা হচ্ছে; পানি বাষ্পীভূত হয়ে উড়ে যাচ্ছে এবং পাত্রের তলায় চিনির অবশেষ জমা হচ্ছে।